ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПРЕССОВАННЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2007 года по МПК B28B15/00 

Технологическая линия относится к области строительства: производству прессованных строительных материалов, например кирпича.

Известна технологическая линия для производства кирпича (Авт. свид. СССР №1305043, кл. В28В 15/00, Бюл. №15, 1987, прототип).

Линия включает:

- Участки подачи сырьевых компонентов, оснащенные бункерами глинистого сырья, известняковых отходов и золы ТЭС и дозаторами;

- участок приготовления вяжущего, содержащий смеситель для перемешивания сырьевых компонентов, гранулятор, печь для обжига в качестве аппарата для термической обработки гранул, охладитель гранул, смеситель для получения формовочной массы, смеситель-бегуны для выравнивания ее состава;

- участок для приготовления формовочной смеси;

- участок готовой продукции, включающий пресс, автоклав и транспортные средства.

Недостатки известной линии:

- участки подачи сырьевых компонентов: грубый помол, неоднородность сырья, наличие каменистых включений, большое отклонение от заданной нормы соотношения компонентов на входе в смеситель для перемешивания сырьевых компонентов;

- участок для приготовления вяжущего: плохое перемешивание компонентов смеси на входе в печь обжига (т.н. шихты), двухступенчатое гашение гранул вяжущего, неполное гашение гранул, неоднородность формовочной смеси, недостаточная эффективность и высокая стоимость аппарата для термической обработки гранул;

- участок для приготовления формовочной смеси: гашение гранулированного вяжущего в гидраторе-мешалке приводит к резкому увеличению удельной поверхности и значительному затруднению перемешивания гашеного вяжущего с дополнительным количеством глинистого сырья, не прошедшего процесса измельчения, что не позволяет получить однородную формовочную смесь, даже учитывая применение для обработки смеси растирочных бегунов и активатора.

Технический результат технологической схемы по производству прессованных изделий заключается в получении однородной смеси компонентов сырья на участках подачи сырья и приготовления вяжущего, в практически полном гашении гранул вяжущего в соответствии заданной норме соотношения компонентов, в повышении эффективности, экономичности производства и, в итоге, качества готовой продукции при определенном снижении стоимости ее производства.

Технический результат достигается тем, что участки подачи сырьевых компонентов дополнительно содержат смонтированные на бункерах разрыхлители с колосниковой решеткой, имеющей расстояние между колосниками 50÷100 мм, камневыделительные вальцы, молотковую дробилку, дезинтегратор на выходе из бункеров глинистого сырья, известняковых отходов, золы ТЭС соответственно, и весовые дозаторы непрерывного действия, а участок приготовления вяжущего содержит в качестве гидратора для гашения извести реактор с тарельчатым питателем, а в качестве аппарата для термической обработки гранул агломерационную машину и, дополнительно, стержневую мельницу; участок для приготовления формовочной смеси - стержневой смеситель-растиратель и дополнительно снабжен глиноболтушкой и шлам-бассейном с рамной мешалкой.

Исследованием уровня техники установлено, что такого рода технологических линий для производства прессованных строительных материалов не обнаруживается.

Известна технологическая линия для производства кирпича (Авт. свид. СССР №1305043, кл. В28В 15/00).

Однако сравнение свойств совокупности признаков известной и заявляемой линий показывает, что:

- в известной технологической линии отсутствуют рыхлители сырьевых материалов на приемных бункерах, что не ограничивает поступление в рабочий объем бункеров конгломератов значительных размеров (более 100÷500 мм), особенно в зимнее время, при этом затрудняется прохождение материалов через питатели, а в заявляемой линии на бункерах установлены рыхлители с колосниковой решеткой - при расстоянии между колосниками 50÷100 мм, чем регламентированы размеры комьев сырья;

- в известной технологической линии на участке подачи глинистого сырья установлены вальцы грубого помола, не выполняющие функции удаления из суглинка крупных включений, без чего вальцы грубого помола не работоспособны, а в заявляемой линии на участке подачи глинистого сырья установлены камневыделительные вальцы, выполняющие одновременно функции удаления крупных включений и грубого измельчения;

- в известной технологической линии отсутствует оборудование по измельчению золы и известняка после приемных бункеров, а в заявляемой линии установлены дезинтегратор для первичного измельчения золы и молотковая дробилка для первичного измельчения известняка, что существенно улучшает процесс окончательного измельчения на заключительном этапе;

- в известной технологической линии применены питатели для подачи сырьевых материалов в производство, при этом не могут быть учтены влажность и плотность материала, а в заявляемой линии применены весовые дозаторы непрерывного действия с точностью до 1÷2%;

- в известной технологической линии для смешивания сырьевых компонентов шихты применяется смеситель непрерывного действия, как правило, лопастной, который не способен обеспечить необходимую однородность смешивания, в особенности не измельченных предварительно материалов, а в заявляемой линии применена стержневая мельница глубокого измельчения и смешивания;

- в известной технологической линии для обжига вяжущего применена вращающаяся печь, а в заявляемой линии - агломерационная машина с высокой энергетической и экологической эффективностью;

- в известной технологической линии обожженное вяжущее после охлаждения увлажняется и подвергается гашению в гидраторе-мешалке с последующим смешиванием с дополнительным количеством глинистого сырья в его естественном состоянии, а в заявляемой линии вяжущее и вводно-глиняная суспензия (шликер) с помощью весовых дозаторов смешивается в лопастном смесителе непрерывного действия в течение необходимого времени (от 1 часа);

- в известной технологической линии для обработки формовочной смеси перед прессованием применены бегуны и активатор с попыткой компенсировать издержки предыдущей обработки сырья, шихты и вяжущего, а в заявляемой линии применен стержневой смеситель-растиратель.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Установленные на приемных бункерах рыхлители в сочетании с колосниковыми решетками обеспечивают первичное измельчение сырья с поступлением в рабочий объем бункеров комьев размером менее 100 мм.

Применение вместо вальцов грубого помола камневыделительных вальцов обеспечивает удаление из глинистого сырья крупных каменистых включений с одновременным выполнением функции грубого помола.

Применение для вторичного измельчения золы ТЭС и известняка, соответственно дезинтегратора и молотковой дробилки позволяет повысить эффективность подготовки сырья к следующим процессам.

Применение весовых дозаторов непрерывного действия позволяет повысить точность дозирования сырья до 1÷2% вместо 7÷15% для питателей объемной подачи.

Применение стержневой мельницы на заключительном этапе подготовки шихты позволяет за счет глубокого измельчения и смешивания предельно повысить качество шихты перед обжигом с доведением крупности зерен до 2÷3 мм.

Применение для обжига вяжущего агломерационной машины вместо вращающейся печи позволяет повысить теплоэффективность процесса обжига в 1,5 раза со снижением расхода топлива с 270 до 180 кг на 1 т вяжущего.

Смешивание негашеного вяжущего с глинистым сырьем с получением водной суспензии (шликера), содержащей необходимое количество воды затворения для последующего гашения извести в вяжущем после обжига, позволяет существенно повысить однородность формовочной смеси. Формовочная смесь приготавливается из шликера, изготавливаемого в глиноболтушке с применением весовых дозаторов воды и глины, и вяжущего, также дозируемого весовыми дозаторами, с последующим гашением в реакторе непрерывного действия, причем для обеспечения равномерности истечения смеси на донном питателе установлены отборочные скребки и конус по центру дискового питателя, а для глубокого перемешивания формовочной смеси с ее доувлажнением применен стержневой смеситель-растиратель с последующим прессование и тепловлажностной обработкой кирпича известным способом.

Применение реактора для гашения извести позволяет обеспечить необходимое время гашения смеси - не менее 1 часа, чем исключается "недогас" извести в процессе ее гашения в реакторе, а наличие на вращающейся тарелке питателя конуса и скребков позволяет обеспечить равномерность разгрузки смеси по сечению реактора.

Применение стержневого смесителя-растирателя взамен бегунов и активатора значительно упрощает процесс перемешивания смеси после ее гашения, позволяет измельчить комья смеси и доувлажнить ее до необходимой для прессования влажности (6÷8%).

В совокупности изложенное позволяет существенно улучшить качество подготовки, переработки, дозирования и приготовления шихты, повысить эффективность процесса приготовления формовочной смеси с получением изделий с оптимальными свойствами и физико-механическими показателями.

В таблице 1 представлены результаты физико-механических испытаний кирпича и ячеистых материалов, изготовленных на заявляемой технологической линии.

Состав оборудования, входящего в заявляемую линию, приведен в блок-схеме на чертеже.

1 - склад глинистого сырья, 2 - грейфер глинистого сырья, 3 - рыхлитель глинистого сырья, 4 - приемный бункер глинистого сырья, 5 - питатель приемного бункера глинистого сырья, 6 - камневыделительные вальцы, 7 - двухсекционный бункер, 8 - ленточный питатель двухсекционного бункера, 9 - склад золы ТЭС, 10 - грейфер золы ТЭС, 11 - рыхлитель золы ТЭС, 12 - приемный бункер золы ТЭС, 13 - питатель приемного бункера золы ТЭС, 14 - дезинтегратор, 15 - питатель дезинтегратора, 16 - расходный бункер золы ТЭС, 17 - склад известняковых отходов, 18 - грейфер известняковых отходов, 19 - рыхлитель известняковых отходов, 20 - приемный бункер известняковых отходов, 21 - питатель приемного бункера известняковых отходов, 22 - молотковая дробилка, 23 - питатель молотковой дробилки, 24 - расходный бункер известняковых отходов, 25 - питатель двухсекционного бункера глинистого сырья, 26 - питатель расходного бункера золы ТЭС, 27 - питатель расходного бункера известняковых отходов, 28 - весовой дозатор питателя двухсекционного бункера глинистого сырья, 29 - весовой дозатор питателя расходного бункера золы ТЭС, 30 - весовой дозатор питателя расходного бункера известняковых отходов, 31 - сборный конвейер, 32 - смеситель переработанных сырьевых материалов, 33 - стержневая мельница сырьевых материалов, 34 - гранулятор, 35 - конвейер гранулятора, 36 - сушилка, 37 - накопительный бункер, 38 - питатель накопительного бункера, 39 - агломерационная машина, 40 - холодильник, 41 - конвейер холодильника, 42 - элеватор гранул, 43 - расходный бункер гранул, 44 - питатель глинистого сырья, 45 - весовой дозатор питателя глинистого сырья, 46 - конвейер весового дозатора питателя глинистого сырья, 47 - глиноболтушка, 48 - ротационный дозатор, 49 - шлам-бассейн, 50 - рамная мешалка, 51 - питатель вяжущего, 52 - весовой дозатор вяжущего, 53 - дозатор шликера, 54 - лопастной смеситель, 55 - реактор, 56 - скребки тарельчатого питателя, 57 - тарельчатый питатель, 58 - стержневой смеситель-растиратель, 59 - конус тарельчатого питателя, 60 - элеватор, 61 - гидравлический пресс, 62 - расходный бункер гидравлического пресса, 63 - автомат-укладчик, 64 - вагонетка, 65 - электропередаточная тележка, 66 - автоклав, 67 - выкаточная лебедка, 68 - кран.

Технологическая линия для производства прессованных строительных материалов работает следующим образом.

Глинистое сырье из склада 1 грейфером 2 через рыхлитель 3, измельчающий крупные комья, поступает в приемный бункер 4 с питателем 5, из него сырье проходит через камневыделительные вальцы 6, от них - в двухсекционный бункер 7 с помощью ленточного питателя 8.

Зола ТЭС из склада 9 грейфером 10 через рыхлитель 11 поступает в приемный бункер 12, из которого питателем 13 подается в дезинтегратор 14. Измельченная зола питателем 15 загружается в расходный бункер 16.

Известняковые отходы из склада 17 грейфером 18 через рыхлитель 19 поступают в приемный бункер 20, из которого питателем 21 подаются в молотковую дробилку 22. Измельченный известняк питателем 23 загружается в расходный бункер 24.

Переработанные сырьевые материалы: глинистые отходы, зола ТЭС и известняк из бункеров 7, 16 и 24 соответственно питателями 25, 26, 27 и весовыми дозаторами 28, 29 и 30 в заданном весовом соотношении подаются в сборный конвейер 31, из него - в смеситель 32. Предварительно перемешанная смесь поступает в стержневую мельницу 33 глубокого измельчения и смешивания с доувлажнением до 18÷22%.

Соотношение компонентов смеси: зола - 50%, глинистые и известняковые отходы - по 25%.

Увлажненная смесь поступает в гранулятор 34, из которого конвейером 35 гранулы подаются в сушилку 36, подсушенные гранулы поступают в накопительный бункер 37, из него питателем 38 гранулы укладываются в тележки агломерационной машины 39, где обжигаются при температуре 950÷1150°С. Обожженные гранулы направляются в холодильник 40, из которого охлажденное до 100÷150°С вяжущее конвейером 41 и элеватором 42 загружается в расходный бункер 43.

Дополнительное количество глинистого сырья 10÷15% отбирается из бункера 7 питателем 44 и через весовой дозатор 45 конвейером 46 загружается в глиноболтушку 47, куда также поступает вода через ротационный дозатор 48. Приготовленная глино-водная суспензия (шликер) поступает в шлам-бассейн 49 с рамной мешалкой 50.

Вяжущее с помощью питателя 51, весового дозатора 52, а также шликер с помощью весового ковшевого дозатора 53 загружаются в лопастной смеситель 54.

Приготовленная смесь с влажностью 18÷20% загружается в реактор 55, в котором осуществляется гашение извести в вяжущем в течение не менее 1 часа. Гашеная смесь с влажностью 1÷2% и температурой 80÷95°С с помощью скребков 56 тарельчатого питателя 57 подается в стержневой смеситель-растиратель 58, в котором измельчаются комья смеси с ее доувлажнением до 6÷8%.

С помощью конуса 59 тарельчатого питателя 57 достигается равномерное по сечению и объему перемещение смеси в реакторе, чем обеспечивается равномерность ее гашения.

Готовая смесь элеватором 60 подается на гидравлический пресс 61 с расходным бункером 62. Отпрессованный сырец автоматом-укладчиком 63 укладывается в штабель на автоклавную вагонетку 64, которая с помощью электропередаточной тележки 65 загружается в автоклав 66, в котором сырец подвергается термообработке в сухим насыщенным паром при температуре 174÷210°С, давлении 8÷16 атм в течение 1,5+8+1 часов.

Готовый кирпич выкаточной лебедкой 67 выгружается на склад готовой продукции под кран 68.

Таблица 1Характеристика производства кирпича на основе керамического вяжущего автоклавного твердения в сравнении с традиционным№ п/пПоказателиЕдин. измер.Кирпич силикатныйКирпич керамический1.Сырье-Первичное:
- песок кварцевый
- известняк (известь)Вторичное:- зола ТЭЦ- суглинок
- отсев известняка2.Вид кирпича-рядовойлицевой3.Размерымм250×120×(65,88)250×120×(65,88; 138)4.Пустотность%8÷1222,5÷255.Объемная массакг/м³   - в плотном теле 20001600 - пустотелость 180014506.Теплопроводность кирпича в плотном теле0,760,557.Марка средняякг/см²1251258.Морозостойкостьцикл15359.Расход теплоэнергии33027010.Расход электроэнергии555011.Себестоимость2200220012.Цена реализации (на сентябрь 2003 г.)26006000

Изобретение относится к области строительства, а более конкретно - к производству прессованных строительных материалов, например кирпича. Технологическая линия для производства прессованных строительных материалов содержит участки подачи сырьевых компонентов с бункерами и дозаторами, участок подготовки вяжущего, включающий смесители, гранулятор, аппарат для термической обработки гранул, гидратор для гашения извести, участок приготовления формовочной смеси, участок готовой продукции, включающий пресс, автоклав и транспортные средства. При этом участки подачи сырьевых компонентов дополнительно содержат смонтированные на бункерах рыхлители с колосниковой решеткой, имеющей расстояние между колосниками 50÷100 мм, камневыделительные вальцы, молотковую дробилку, дезинтегратор, на выходе из бункеров глинистого сырья, известняковых отходов, золы ТЭС соответственно, а также весовые дозаторы непрерывного действия. Участок для приготовления вяжущего содержит в качестве гидратора для гашения извести реактор с тарельчатым питателем, а в качестве аппарата для термической обработки гранул - агломерационную машину и, дополнительно, стержневую мельницу глубокого измельчения. Участок для приготовления формовочной смеси содержит стержневой смеситель-растиратель и, дополнительно, снабжен глиноболтушкой и шлам-бассейном с рамной мешалкой. Технический результат технологической схемы по производству прессованных изделий заключается в получении однородной смеси компонентов сырья на участках подачи сырья и приготовления вяжущего, в практически полном гашении гранул вяжущего в соответствии заданной норме соотношения компонентов, а также в повышении эффективности, экономичности производства и, в итоге, качества готовой продукции при определенном снижении стоимости ее производства. 1 ил., 1 табл.

Технологическая линия для производства прессованных строительных материалов, содержащая участки подачи сырьевых компонентов с бункерами и дозаторами, участок подготовки вяжущего, включающий смесители, гранулятор, аппарат для термической обработки гранул, гидратор для гашения извести, участок приготовления формовочной смеси, участок готовой продукции, включающий пресс, автоклав и транспортные средства, отличающаяся тем, что участки подачи сырьевых компонентов дополнительно содержат смонтированные на бункерах рыхлители с колосниковой решеткой, имеющей расстояние между колосниками 50÷100 мм, а также камневыделительные вальцы, молотковую дробилку, дезинтегратор на выходе из бункеров глинистого сырья, известняковых отходов, золы ТЭС, соответственно, и весовые дозаторы непрерывного действия, участок для приготовления вяжущего содержит в качестве гидратора для гашения извести реактор с тарельчатым питателем, а в качестве аппарата для термической обработки гранул - агломерационную машину и дополнительно стержневую мельницу глубокого измельчения, участок для приготовления формовочной смеси содержит стержневой смеситель-растиратель и дополнительно снабжен глиноболтушкой и шлам-бассейном с рамной мешалкой.